KR20170013808A

KR20170013808A - 유지부의 자세 유지 기구

Info

Publication number: KR20170013808A
Application number: KR1020160089846A
Authority: KR
Inventors: 도시아키 고다마
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2015-07-28
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2017-02-07
Also published as: KR101832062B1; TWI694907B; JP2017024152A; US20170028547A1; US9776321B2; TW201718199A; JP6581831B2

Abstract

반송 장치의 유지부에의 과대한 토크에 의한 당해 반송 장치의 파손을 방지한다. 웨이퍼를 유지하는 포크와, 링크(52, 53)를 갖고, 각 링크(52, 53)를 포크에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 포크를 반송 위치와 대기 위치와의 사이에서 이동시키는 웨이퍼 반송 장치(30)에 있어서, 포크의 자세를 유지하는 자세 유지 기구로서, 제1 링크(52)의 일단부 및 제2 링크(53)의 일단부를, 포크에 회전 가능하게 연결하는 자기 기어(60)를 갖고 있다. 자기 기어(60)는, 제1 링크(52)에 있어서의 포크에 연결된 일단부가 중심축 B의 주위를 회전하고, 제2 링크(53)에 있어서의 포크에 연결된 일단부가 동일한 중심축 B의 주위를 회전하도록 배치되어 있다.

Description

유지부의 자세 유지 기구{POSTURE HOLDING DEVICE FOR HOLDING PART}

본 발명은, 반송 대상물을 반송하는 반송 장치, 특히 반도체 웨이퍼, 액정용 기판, 유기 EL 소자 등의 피처리체를 처리 챔버에 반송하는 반송 장치의 유지부의 자세 유지 기구에 관한 것이다.

예를 들어, 반도체 디바이스나 액정 패널 등의 제조 프로세스에 있어서는, 반도체 기판이나 액정용 기판(이하, 반도체 기판이나 액정용 기판을 간단히 「웨이퍼」라고 함)과 같은 피처리체에 대한 성막 처리, 에칭 처리, 산화 처리 등의 각종 처리가, 개별의 처리 용기 내에서 행하여진다. 피처리체를 처리 용기와의 사이에서 반출입시킬 때는, 통상 피처리체를 유지하는 유지부를 구비한 반송 장치가 사용된다. 반송 장치에는 다양한 타입이 존재하는데, 예를 들어 다관절의 아암을 신장 동작, 후퇴 동작시킴으로써 유지부를 왕복 이동시키는 것이 사용되는 경우가 많다.

특허문헌 1에는, 다관절의 아암을 갖는 반송 장치가 개시되어 있다. 반송 장치는, 마름모꼴로 조합된 2개의 링크와 2개의 아암을 구비하고, 2개의 링크의 단부에는 피처리체를 유지하는 유지부가 회전 가능하게 연결되고, 2개의 아암의 단부는, 예를 들어 모터 등의 구동 기구에 접속되어 있다. 그리고, 구동 기구에 접속된 2개의 링크를 서로 반대 방향으로 회전시킴으로써, 유지부를 신장, 후퇴 동작시킬 수 있다.

이러한 반송 장치에서는, 피처리체를 처리 용기 내의 원하는 위치에 고정밀도로 반송할 필요가 있는데, 2개의 링크의 단부에 유지부를 회전 가능하게 연결한 것만으로는 유지부의 회전 방향 위치를 일정하게 유지할 수 없어, 고정밀도로 피처리체의 반송을 행하는 것은 곤란하다. 따라서 특허문헌 1에서는, 유지부의 자세를 원하는 상태로 유지하기 위한 자세 유지 기구로서, 유지부측의 2개의 링크에 대하여 자세 유지용의 다른 링크를 각각 회전 가능하게 연결함과 함께, 자세 유지용의 다른 링크의 반대측 단부를 상하 방향으로 배열한 한 쌍의 롤러에 각각 접속하고, 이 롤러를 한 쌍의 레일의 내측에 끼워 넣는 것이 제안되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 유지부의 자세를 유지하기 위해서, 유지부와 회전 가능하게 연결된 2개의 링크의 각 선단부에 각각 기어를 설치하는 것이 개시되어 있다. 그리고, 이들 2개의 기어를 서로 맞물리게 해서, 2개의 링크를 동기시킴으로써, 링크에 연결된 유지부의 자세를 유지하도록 하고 있다.

일본 특허 공개 제2012-61568호 공보 일본 특허 공개 평6-15592호 공보

그런데 상술한 반송 기구에서는, 제어적인 문제나 기계적인 문제에 의해, 유지부가 소정의 루트를 벗어나서 이동하여, 예를 들어 처리 용기의 벽면에 접촉해버린다는 트러블이 생기는 경우가 있다. 이러한 경우, 예를 들어 벽면에 접촉한 유지부에는 모멘트가 작용하는데, 반송 장치에는 상술한 바와 같이 유지부의 자세를 유지하기 위한 자세 유지 기구가 설치되어 있기 때문에, 유지부에 작용하는 모멘트를 피할 수 없다. 그 결과, 유지부나 자세 유지 기구에 과대한 토크가 걸려서, 반송 장치가 파손될 우려가 있다.

본 발명은, 반송 장치의 유지부에의 과대한 토크에 의한 당해 반송 장치의 파손을 방지하는 기술을 제공한다.

본 발명은 반송 대상물을 유지하는 유지부와, 일단부가 상기 유지부에 연결되는 제1 링크와, 일단부가 상기 유지부에 연결되는 제2 링크를 포함하고, 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크를 상기 유지부에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 상기 유지부를 이동시키는 반송 장치에 있어서, 상기 유지부의 자세를 유지하는 자세 유지 기구로서, 상기 제1 링크의 일단부 및 상기 제2 링크의 일단부를, 상기 유지부에 회전 가능하게 연결하는 자기 기어를 갖고, 상기 자기 기어는, 상기 제1 링크에 있어서의 상기 유지부에 연결된 일단부가 제1 축선의 주위를 회전하고, 상기 제2 링크에 있어서의 상기 유지부에 연결된 일단부가 상기 제1 축선의 주위 또는 상기 제1 축선과 상이한 제2 축선의 주위를 회전하도록 배치되어 있다.

본 발명에 따르면, 유지부와 제1 링크 및 유지부와 제2 링크를 회전 가능하게 연결하는 자기 기어를 갖고 있으므로, 예를 들어 반송 기구의 문제에 의해 유지부가 어떠한 구조물에 접촉해서 유지부에 과대한 토크가 걸린 경우, 자기 기어가 탈조된다. 그 때문에, 유지부에 작용하는 토크가, 당해 유지부와 연결된 제1 링크나 제2 링크에 전달되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르면, 유지부에 과대한 토크가 작용한 경우에도, 반송 장치가 파손되지 않는다.

상기 자기 기어는, 동일한 중심축 상에 대향해서 배치된, 원반 형상의 제1 자성체 및 제2 자성체와, 상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체의 사이에 배치된 원통 형상의 제3 자성체를 포함하고, 상기 제3 자성체는, 상기 제3 자성체의 중심축이 상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체와 평행하고, 또한 상기 제3 자성체의 중심축과 상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체의 중심축이 교차하도록 배치되고, 상기 제1 자성체는, 상기 제1 링크에 지지되고, 상기 제2 자성체는, 상기 제2 링크에 지지되고, 상기 제3 자성체는, 상기 유지부에 지지되어 있어도 된다.

상기 제3 자성체가 짝수개 설치되고, 상기 각 제3 자성체의 반수는, 상기 각 제3 자성체의 다른 반수와는 상이한 자극 상에 배치되어 있어도 된다.

상기 자기 기어는, 상기 제1 축선의 주위를 회전하는 원반 형상의 제1 자성체와, 상기 제2 축선의 주위를 회전하는 원반 형상의 제2 자성체를 포함하고, 상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체는, 연직 방향의 높이가 동일해지는 위치에, 수평 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격해서 배치되어 있어도 된다.

상기 유지부에는, 탈조를 복원시키는 간섭 부재가 설치되어 있어도 된다.

본 발명에 따르면, 반송 장치의 유지부에의 과대한 토크에 의한 당해 반송 장치의 파손을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 자세 유지 기구를 구비한 웨이퍼 반송 장치가 적용되는 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 자세 유지 기구를 구비한 반송 장치의 구성의 개략을 도시하는 사시도이다.
도 3은 자기 기어 근방의 구성의 개략을 나타내는 측면의 설명도이다.
도 4는 자기 기어 근방의 구성의 개략을 도시하는 도 3의 F-F' 단면의 화살표도이다.
도 5는 제1 자성체 및 제2 자성체와, 제3 자성체와의 위치 관계를 나타내는 측면의 설명도이다.
도 6은 제1 자성체 및 제2 자성체와, 제3 자성체와의 사이에 작용하는 인력의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 웨이퍼 반송 장치가 대기 위치에 있는 상태를 나타내는 평면의 설명도이다.
도 8은 웨이퍼 반송 장치가 반송 위치에 있는 상태를 나타내는 평면의 설명도이다.
도 9는 자기 기어가 탈조된 경우의, 웨이퍼 반송 장치의 상태를 나타내는 평면의 설명도이다.
도 10은 간섭 부재를 구비한 웨이퍼 반송 장치를 나타내는 평면의 설명도이다.
도 11은 다른 실시 형태에 따른 자세 유지 기구를 구비한 반송 장치의 구성의 개략을 도시하는 사시도이다.
도 12는 다른 실시 형태에 따른 자기 기어 근방의 구성의 개략을 나타내는 측면의 설명도이다.
도 13은 다른 실시 형태에 따른 자기 기어 근방의 구성의 개략을 도시하는 도 12의 F1-F1' 단면의 화살표도이다.
도 14는 다른 실시 형태에 따른 자기 기어 근방의 구성의 개략을 나타내는 측면의 설명도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다. 도 1은, 본 발명의 자세 유지 기구를 구비한 반송 장치가 적용되는 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.

이 기판 처리 시스템(1)은, 기판 처리 시스템(1)에 대한 웨이퍼(W)의 반출입을 카세트(C) 단위로 행하는 카세트 스테이션(2)과, 예를 들어 피처리체로서의 웨이퍼(W)를 처리하는 처리 스테이션(3)을 갖고 있다. 카세트 스테이션(2)과 처리 스테이션(3)은, 로드 로크실(4)을 통해서 일체로 접속된 구성으로 되어 있다.

카세트 스테이션(2)은, 카세트 적재부(10)와, 카세트 적재부(10)에 인접해서 설치된 반송실(11)을 구비하고 있다. 카세트 적재부(10)에는, 복수의 웨이퍼(W)를 수용 가능한 카세트(C)를 X 방향(도 1 중의 좌우 방향)으로 복수, 예를 들어 3개 배열해서 적재할 수 있다. 반송실(11)에는, 웨이퍼 반송 아암(12)이 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 아암(12)은, 상하 방향, 좌우 방향 및 연직축 주위(θ 방향)로 이동 가능하며, 카세트 적재부(10)의 카세트(C)와, 로드 로크실(4)과의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 반송실(11)의 X 방향 부방향측의 단부에는, 웨이퍼(W)의 노치 등을 인식해서 웨이퍼의 위치 결정을 행하는 얼라인먼트 장치(13)가 설치되어 있다.

처리 스테이션(3)은, 웨이퍼(W)를 처리하는 복수의 처리 챔버(20)와, 다각 형상(도시한 예에서는 8각 형상)의 진공 반송실(21)을 구비하고 있다. 각 처리 챔버(20)는, 이 진공 반송실(21)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 또한, 로드 로크실(4)은, 진공 반송실(21)과 접속되어 있다.

진공 반송실(21) 내에는, 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼 반송 장치(30)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(30)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 유지부로서의 포크(31)와, 선회 및 신축 가능한 다관절의 아암(32)을 복수 구비하고, 웨이퍼(W)를 로드 로크실(4), 진공 반송실(21) 및 처리 챔버(20)와의 사이에서 반송할 수 있다.

웨이퍼 반송 장치(30)는, 예를 들어 도 2의 사시도에 도시한 바와 같이, 중앙 허브(40)의 중심 A를 회전축으로 하는 제1 아암(41a)과, 동일하게 중심 A를 회전축으로 하는 제2 아암(41b)을 갖고 있다. 중앙 허브(40)는, 상부 허브(40a)와, 상부 허브(40a)의 하면에 배치되고, 상부 허브(40a)와는 독립해서 회전하는 하부 허브(40b)를 갖고 있다. 상부 허브(40a)와 하부 허브(40b)는, 동심원 형상으로 구성된 도시하지 않은 회전 부재를 통해서 각각 제1 제1 모터(41) 및 제2 모터(42)에 접속되어 있다. 그리고, 제1 아암(41a)은, 예를 들어 상부 허브(40a)에, 제2 아암(41b)은, 예를 들어 하부 허브(40b)에, 그 일단부가 각각 접속되어 있다. 그 때문에, 제1 아암(41a) 및 제2 아암(41b)은, 제1 모터(41) 및 제2 모터(42)에 의해, 중앙 허브(40)의 중심 A를 회전축으로서 회전하도록 구성되어 있다. 또한, 제1 모터(41) 및 제2 모터(42)는, 각각 시계 방향 및 반시계 방향으로 자유롭게 회전할 수 있다.

유지부로서의 포크(31)는, 대략 U자 형상의 본체부(50)와, 본체부(50)를 지지하는 지지 플레이트(51)를 갖고 있다. 본체부(50)는, 예를 들어 도시하지 않은 볼트 등의 체결 부재에 의해 지지 플레이트(51)에 접속되어 있다.

지지 플레이트(51)에는, 제1 링크(52)의 일단부와, 제2 링크(53)의 일단부가, 각각 후술하는 자기 기어(60)를 통해서, 지지 플레이트(51)와 회전 가능하게 연결되어 있다. 제1 링크(52)의, 지지 플레이트(51)와 연결된 일단부와 반대측의 단부(타단부)는, 제1 아암(41a)의 상부 허브(40a)와 접속된 측과는 반대측의 단부에 회전 가능하게 연결되어 있다. 마찬가지로, 제2 링크(53)의, 지지 플레이트(51)와 연결된 일단부와 반대측의 단부(타단부)는, 제2 아암(41b)의 하부 허브(40b)와 접속된 측과는 반대측의 단부에 회전 가능하게 연결되어 있다. 이들 포크(31), 각 링크(52, 53), 각 아암(41a, 41b)에 의해, 소위 프로그 레그식의 웨이퍼 반송 장치(30)가 구성되고, 각 아암(41a, 41b)을 반대 방향으로 회전시키는, 즉, 상부 허브(40a)와 하부 허브(40b)가 서로 반대 방향으로 회전하도록 제1 모터(41) 및 제2 모터(42)를 조작함으로써, 포크(31)를 신장, 후퇴 동작시킬 수 있다.

이어서, 지지 플레이트(51)와 각 링크(52, 53)를 연결하는 자기 기어(60)에 대해서, 도 3, 도 4 및 도 5를 사용해서 설명한다. 도 3은, 자기 기어(60) 근방의 구성의 개략을 나타내는 측면의 설명도이며, 도 4는, 자기 기어(60) 근방의 구성의 개략을 나타내는, 도 3의 F-F' 단면의 화살표도이다. 자기 기어(60)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 동일한 중심축 B 상에 대향해서 배치된, 대략 동일한 직경의 원반 형상을 갖는 한 쌍의 제1 자성체(61)와, 제2 자성체(62)를 구비하고 있다. 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)는, 예를 들어 원반 형상의 지지판(63) 상에, 대략 부채형의 N극 자석(70a) 및 대략 부채형의 S극 자석(70b)으로 이루어지는 자극쌍(70)을 원주 방향을 따라 등간격으로 복수 배치해서 구성되어 있다. 그리고, 제1 자성체(61)와, 제2 자성체(62)는, 각 자극쌍(70)이 서로 대향하도록, 소정의 간격(G)만큼 이격해서 배치되어 있다. 즉, 제1 자성체(61)와, 제2 자성체(62)는, 지지판(63)과 자극쌍(70)과의 상하 관계가 상이한 점을 제외하고, 완전히 동일한 구성을 갖고 있다. 또한, 도 3, 도 4에서는, 예를 들어 사선으로 칠한 개소를 N극의 자석(70a), 칠하지 않은 개소를 S극의 자석(70b)으로서 도시하고 있다.

제1 자성체(61)의 지지판(63)은, 중심축 B를 회전축으로 하는 스러스트 베어링(64)을 통해서 지지 플레이트(51)와 접속되어 있다. 따라서, 제1 자성체(61)는, 중심축 B를 회전 중심으로 하여, 지지 플레이트(51)에 대하여 회전 가능하게 되어 있다. 마찬가지로 제2 자성체(62)의 지지판(63)도, 중심축 B를 회전축으로 하는 스러스트 베어링(64)을 통해서 지지 플레이트(51)와 접속되어 있다. 따라서, 제2 자성체(62)도, 중심축 B를 회전 중심으로 하여, 지지 플레이트(51)에 대하여 회전 가능하게 되어 있다. 그리고, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 자성체(61)의, 예를 들어 지지판(63)에는, 제1 링크(52)가 제2 자성체(62)의 지지판(63)에는 제2 링크(53)가 각각 접속되어 있다. 이에 의해, 제1 링크(52) 및 제2 링크(53)는, 지지판(63) 및 스러스트 베어링(64)을 통해서, 지지 플레이트(51), 즉 유지부로서의 포크(31)에 대하여 회전 가능하게 연결되어 있다.

제1 자성체(61)와 제2 자성체(62)의 사이에는, 원통 형상의 제3 자성체(71a, 71b)가, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)의 표면과 평행하게, 예를 들어 2군데에 배치되어 있다. 제3 자성체(71a, 71b)는 동일한 구성을 갖고 있으며, 예를 들어 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 단면이 대략 원호 형상이고 소정의 길이를 갖는 대략 직사각 형상의 N극 자석(72a) 및 S극의 자석(72b)으로 이루어지는 자극쌍(72)을, 원기둥 형상의 지지 축(73)의 외주면을 따라 등간격으로 복수 배치해서 구성되어 있다. 지지 축(73)은, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 레디얼 베어링(80)을 통해서 지지 플레이트(51)에 접속되어 있다. 또한, 도 3 및 도 4에서는, 제3 자성체(71a, 71b)가 각각 4개의 자극쌍(72)(4개의 N극의 자석(72a) 및 4개의 S극의 자석(72b))으로 구성되어 있는 상태를 도시하고 있다.

제1 자성체(61)와 제2 자성체(62)를 구성하는 자극쌍(70)과, 제3 자성체(71a, 71b)를 구성하는 자극쌍(72)은, 대략 동일한 피치로 배열하고 있다. 또한, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)와, 제3 자성체(71a, 71b)와의 사이에는 소정의 간극이 형성되어 있고, 이 간극은, 각 자극쌍(70, 72)의 자력에 의해, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)와, 제3 자성체(71a, 71b)와의 사이에, 서로 소정의 인력이 작용하도록 설정되어 있다. 따라서, 예를 들어 제3 자성체(71a)가 1회전, 즉 4개의 자극쌍(72)의 분만큼 회전하면, 제1 자성체(61)와 제2 자성체(62)는 중심축 B를 회전 중심으로 해서, 4개의 자극쌍(70)에 대응하는 각도만큼 회전한다. 이때, 제1 자성체(61)와 제2 자성체(62)의 회전은 서로 반대 방향이 된다. 즉, 예를 들어 도 3의 상태에서 제3 자성체(71a)가 시계 방향으로 회전한 경우, 제1 자성체(61)는 예를 들어 도 3의 좌측에서부터 우측을 향해 회전하고, 제2 자성체(62)는 우측에서부터 좌측을 향해서 회전한다. 또한, 다른 쪽의 제3 자성체(71b)에 대해서도, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)의 회전에 수반하여, 제3 자성체(71a)와 마찬가지로 시계 방향으로 회전한다. 이러한 경우, 예를 들어 제1 자성체(61)와 제3 자성체(71a, 71b)로 한 쌍의 자기 기어를, 제2 자성체(62)와 제3 자성체(71a, 71b)로 한 쌍의 자기 기어를 각각 구성하고, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)와, 제3 자성체(71a, 71b)에 의해 2개의 자기 기어 쌍을 구성하고 있다고 할 수 있다. 단, 제3 자성체(71a, 71b)가, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)에 대하여 공통으로 설치되어 있기 위해서, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)는, 제3 자성체(71a, 71b)를 개재해서 동기해서 반대 방향으로 회전하게 된다. 따라서, 제1 자성체(61)와 제2 자성체(62)가 별개 독립해서 회전하는 것을 방지하고, 그 결과, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)와, 제3 자성체(71a, 71b)를 갖는 자기 기어(60)는, 웨이퍼 반송 장치(30)의 자세 유지 기구로서 기능한다.

또한, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)와, 제3 자성체(71a, 71b)와의 사이에, 서로 작용하는 인력은, 자기 기어(60)에 대하여 소정의 토크가 작용한 경우에는, 당해 자기 기어(60)가 탈조되는 값으로 설정되어 있다. 따라서, 제1 자성체(61)와 제2 자성체(62)와의 사이의 간격(G)이나, 각 자극쌍(70, 72)의 자력의 강도 등은, 자기 기어(60)가 탈조되는 토크의 설정값에 따라서 적절히 설정되는 것이다.

또한, 2개의 제3 자성체(71a, 71b)는, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 서로의 지지 축(73)의 연장선상으로부터 각도 θ만큼 어긋난 위치에 배치되어 있다. 또한, 제3 자성체(71a)와 제3 자성체(71b)는, 서로의 지지 축(73)의 연장선이, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)의 중심축 B와 교차하도록 배치되어 있다. 이 각도(θ)는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 한쪽의 제3 자성체(71a)의 상단부와 하단부에, 자극쌍(72)의 중간에 대응하는 위치가 있는 경우에, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 다른 쪽의 제3 자성체(71b)의 상단부와 하단부에는, 자극쌍(72) 중 어느 한쪽의 극의 중심이 위치하도록 설정되어 있다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 도 6에 도시한 바와 같이, 횡축을 자기 기어(60)의 회전각, 종축을 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)와 제3 자성체(71a, 71b)와의 사이의 인력으로서, 예를 들어 한쪽의 제3 자성체(71a)와 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)와의 사이의 인력(T1)을 나타내면, 인력(T1)은 삼각 함수 형상으로 증감한다. 그리고, 예를 들어 인력(T1)이 주기 2π의 삼각 함수이면, 다른 쪽의 제3 자성체(71b)와 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)와의 사이의 인력(T2)이, 인력(T1)과는 위상이 π만큼 어긋나도록 각도(θ)가 설정된다. 예를 들어 한쪽의 제3 자성체(71a)와 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)가 도 3에 도시한 바와 같은 상태에 있는 경우, 인력(T1)은 최소가 되지만, 위상이 π 어긋난 다른 쪽의 제3 자성체(71b)에 의한 인력(T2)은 최대가 된다. 따라서, 자기 기어(60) 전체적으로는, 2개의 제3 자성체(71a, 71b)와, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)에 의한 보유 지지력을 대략 일정하게 유지하여, 안정되게 제1 링크(52) 및 제2 링크(53)를 지지할 수 있다.

본 실시 형태에 따른 기판 처리 시스템(1)은, 이상과 같이 구성되어 있다. 이어서, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 반송 기구(30)의 동작에 대해서 설명한다.

기판 처리 시스템(1)의 카세트 스테이션(2)에 카세트(C)가 반입되면, 카세트(C) 내의 웨이퍼(W)는, 웨이퍼 반송 아암(12)에 의해 적절히 로드 로크실(4)에 반송된다. 계속해서 진공 반송실(21) 내의 웨이퍼 반송 장치(30)는, 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 링크(52), 제2 링크(53) 및 각 아암(41a, 41b)을 접은 상태에서, 예를 들어 도 8에 도시한 바와 같이, 각 링크(52, 53) 및 각 아암(41a, 41b)을 신장시켜, 로드 로크실(4)로부터 웨이퍼(W)를 수취한다. 계속해서, 웨이퍼 반송 장치(30)에 의해 각 처리 챔버(20)에 웨이퍼(W)가 반송되어, 수시로 웨이퍼(W)의 처리가 행하여진다.

이때, 어떠한 문제에 의해, 웨이퍼 반송 장치(30)의 동작에 이상이 발생하여, 예를 들어 진공 반송실(21)의 벽면에 포크(31)의 본체부(50)가 접촉하여, 포크(31)나 각 링크(52, 53), 각 아암(41a, 41b)에 소정의 토크가 걸린 경우, 자기 기어(60)는 탈조되어, 예를 들어 도 9에 도시한 바와 같이, 포크(31)의 부분만이 회전한다. 이에 의해, 통상 시는 웨이퍼 반송 장치(30)의 포크(31)의 자세를 원하는 상태로 유지하면서, 포크(31) 등에 소정의 토크가 작용한 경우에는, 자기 기어(60)가 탈조됨으로써, 웨이퍼 반송 장치(30)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.

이상의 실시 형태에 의하면, 포크(31)와 제1 링크(52) 및 제2 링크(53)를 회전 가능하게 연결하는 자기 기어(60)를 갖고 있으므로, 예를 들어 웨이퍼 반송 장치(30)의 문제에 의해 포크(31)가 어떠한 구조물에 접촉하고, 그 결과 포크(31)에 과대한 토크가 걸린 경우에도, 자기 기어(60)가 탈조된다. 그 때문에, 포크(31)에 작용하는 토크가, 당해 포크(31)와 연결된 각 링크(52, 53)나 각 아암(41a, 41b)에 전달되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따르면, 포크(31)에 과대한 토크가 작용한 경우에도, 웨이퍼 반송 장치(30)가 파손되지 않는다.

또한, 각 링크(52, 53)와 포크(31)는, 자기 기어(60)를 개재해서 비접촉으로 접속되어 있고, 종래의 웨이퍼 반송 장치와 같은 섭동부가 존재하지 않기 때문에, 웨이퍼 반송 장치(30)가 동작한 경우에, 종래의 웨이퍼 반송 장치와 같이 섭동부로부터 파티클이 발생하지 않는다. 따라서, 기판 처리 시스템(1) 내를 청정하게 유지하여, 파티클에 의한 웨이퍼(W)의 오염을 최소한으로 억제할 수 있다. 또한, 비접촉이기 때문에, 예를 들어 섭동부에의 그리스(Grease) 등의 윤활재 보충 작업이 불필요하게 되거나, 예를 들어 열에 의한 섭동 저항의 변화와 같은 반송 정밀도에 영향을 주는 사상을 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 이상의 실시 형태에서는, 제3 자성체(71a, 72b)를 위상 π 어긋나게 한 위치에 2군데에 배치하고 있으므로, 자기 기어(60)에 의한 포크(31)와, 제1 링크(52) 및 제2 링크(53)와의 보유 지지력을 대략 일정하게 유지할 수 있다. 그 결과, 포크(31)를 안정되게 유지할 수 있다.

또한, 이상의 실시 형태의 도 4에서는, 한쪽의 제3 자성체(71a)와 다른 쪽의 제3 자성체(71b)를 각도(θ) 어긋나게 함에 있어서, 각도(θ)가 최소한이 되는 상태를 도시하고 있지만, 각도(θ)의 설정값은 본 실시 형태의 내용에 한정되는 것은 아니며, 제3 자성체(71a)와 다른 쪽의 제3 자성체(71b)에 의한 인력(T1, T2)의 위상을 π만큼 어긋나게 할 수 있다면, 각도(θ)는 임의로 설정할 수 있다. 또한, 각도(θ)가 너무 큰, 즉 180도에 근접하면, 자기 기어(60)에 의한 포크(31)의 지지가 편측 지지의 상태에 가까워지므로, 포크(31)를 안정되게 유지한다는 관점에서는, 각도(θ)는 최대한 작게 하는 것이 바람직하다.

또한, 이상의 실시 형태에서는, 자기 기어(60)가 2개의 제3 자성체(71a, 71b)를 갖고 있었지만, 각 링크(52, 53)의 동작을 동기시켜서 포크(31)의 자세를 원하는 상태로 유지한다는 관점에서는, 2개의 제3 자성체(71a, 71b)를 반드시 설치할 필요는 없고, 제3 자성체(71a, 71b) 중 어느 하나가 있으면 충분하다. 그 반대로, 제3 자성체(71a, 71b)의 설치수는 2개 이하로 할 필요는 없으며, 2개보다 많이 설치해도 된다. 이러한 경우, 인력(T1, T2)의 위상을 어긋나게 하여, 그 인력의 합을 대략 일정하게 유지한다는 관점에서는, 제3 자성체(71a)와 제3 자성체(71b)와의 설치수는 동일수로 하는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 제3 자성체(71a, 71b)를 복수 설치하는 경우, 그 설치수는 짝수인 것이 바람직하다.

또한, 이상의 실시 형태에서는, 포크(31)에 과대한 토크가 작용한 경우에 자기 기어(60)에 의해 탈조시킨 경우를 설명했지만, 탈조한 후에 포크(31)를 원하는 상태로 되돌리기 위한 자세 유지용의 부재를 설치해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같이, 각 링크(52, 53) 및 각 아암(41a, 41b)을 접은 상태를 포크(31)의 대기 위치, 도 8에 도시하는 바와 같이 각 링크(52, 53) 및 각 아암(41a, 41b)을 신장한 상태를 포크(31)의 반송 위치로 하면, 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같이, 자기 기어(60)가 탈조되어 포크(31)가 기울어진 상태에서 대기 위치로 복귀되었을 때, 각 링크(52, 53)와 간섭하는 위치에, 자세 유지용의 부재로서 간섭 부재(80)를 플레이트(51)에 설치할 수도 있다. 이에 의해, 예를 들어 반송 위치에서 탈조되어, 기울어진 상태였던 플레이트(51)가 대기 위치로 복귀되는 과정에서 포크(31)의 기울기가 수정되어, 다음번 이후의 반송에 있어서, 포크(31)를 원하는 상태로 유지해 둘 수 있다. 또한, 간섭 부재(80)로서는, 예를 들어 회전 가능한 롤러를 사용하는 것이 바람직하다. 롤러를 사용함으로써 간섭 부재(80)와 각 링크(52, 53)가 접촉한 경우의 섭동을 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, 이상의 실시 형태에서는, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)의 사이에 제3 자성체를 배치하고, 제1 자성체(61)와 제2 자성체(62)와의 회전축을 동일한 중심축 B와 일치하도록 했지만, 바꾸어 말하면, 각 링크(52, 53)의 지지 플레이트(51)와의 연결부의 회전축을 일치시켰지만, 예를 들어 특허문헌 2의 경우, 각 링크(52, 53)의 회전 중심축을 도 11의 B1, B2에 도시한 바와 같이, 서로 다른 축으로 해도 된다. 이러한 경우, 자기 기어(60) 대신에, 예를 들어 도 12, 도 13에 도시한 바와 같이, 제1 자성체(100)와 제2 자성체(101)가 각각 중심축 B1(제1 축선), 중심축 B2(제2 축선)를 회전축으로 하는 스러스트 베어링(64)을 통해서 지지 플레이트(51)와 접속된 다른 자기 기어(110)가 사용된다. 제1 자성체(100) 및 제2 자성체(101)는, 제1 자성체(61) 및 제2 자성체(62)와 동일 또는 유사하며, 원반 형상의 지지판(63) 상에 원주 방향을 따라 자극쌍(70)을 배치해서 구성되어 있다.

제1 자성체(100) 및 제2 자성체(101)는, 도 12에 도시한 바와 같이, 연직 방향의 높이가 대략 동일해지는 위치에 배치되어 있다. 또한, 제1 자성체(100)와 제2 자성체(101)는, 소정의 간극(G1)만큼 수평 방향으로 이격해서 배치되어 있고, 이 간극(G1)은, 예를 들어 제1 자성체(100) 또는 제2 자성체(101) 중 어느 한쪽이 회전한 경우에, 다른 쪽의 제2 자성체(101) 또는 제1 자성체(100)에 역방향의 토크가 작용하도록 설정되어 있다. 이러한 구성을 갖는 자기 기어(110)에 있어서는, 예를 들어 도 13에서 제2 링크(53)의 회전에 수반하여 제2 자성체(101)가 시계 방향으로 회전하면, 제1 자성체(100)는 반시계 방향으로 제2 자성체(101)와 동기해서 회전하게 된다. 따라서, 자기 기어(110)에 있어서도, 제1 자성체(100)와 제2 자성체(101)가 별개 독립해서 회전해버리는 것을 방지하는, 웨이퍼 반송 장치(30)의 자세 유지 기구로서 기능한다.

또한, 도 12에 나타내는 자기 기어(110)는, 상하 방향으로 설치된 지지 플레이트(51)의 양쪽에 의해, 제1 자성체(100) 및 제2 자성체(101)를 각각 지지한 상태를 도시하고 있지만, 예를 들어 도 14에 도시한 바와 같이, 상하 어느 한쪽의 지지 플레이트(51)만에 의해, 제1 자성체(100)와 제2 자성체(101)의 양쪽을 지지하도록 해도 된다. 도 14에서는, 상측의 지지 플레이트(51)만에 의해, 제1 자성체(100)와 제2 자성체(101)를 지지한 상태를 도시하고 있다. 도 12, 도 14의 어느 경우에도, 과대한 토크가 포크(31)에 작용한 경우에 자기 기어(110)가 탈조됨으로써, 웨이퍼 반송 장치(30)의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 자기 기어(110)를 적용한 웨이퍼 반송 장치(30)에 있어서도, 당연히 간섭 부재(80)를 사용하여, 탈조된 포크(31)의 기울기를 복원시키도록 해도 된다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에서의 통상의 지식을 갖는 사람이라면, 특허 청구 범위에 기재된 기술적 사상의 범주에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다. 상술한 실시 형태는, 웨이퍼 반송 장치에 의해 반도체 웨이퍼를 반송하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 예를 들어 액정 패널용의 유리 기판 등을 반송하는 경우에도 적용할 수 있다.

1 : 기판 처리 시스템 2 : 카세트 스테이션
3 : 처리 스테이션 4 : 로드 로크실
10 : 카세트 적재부 20 : 처리 챔버
30 : 웨이퍼 반송 장치 31 : 포크
60 : 자기 기어 61 : 제1 자성체
62 : 제2 자성체 71 : 제3 자성체
W : 웨이퍼

Claims

반송 대상물을 유지하는 유지부와, 일단부가 상기 유지부에 연결되는 제1 링크와, 일단부가 상기 유지부에 연결되는 제2 링크를 포함하고, 상기 제1 링크 및 상기 제2 링크를 상기 유지부에 대하여 상대적으로 이동시킴으로써 상기 유지부를 반송 위치와 대기 위치와의 사이에서 이동시키는 반송 장치에 있어서, 상기 유지부의 자세를 유지하는 자세 유지 기구로서,
상기 제1 링크의 일단부 및 상기 제2 링크의 일단부를, 상기 유지부에 회전 가능하게 연결하는 자기 기어를 포함하고,
상기 자기 기어는, 상기 제1 링크에 있어서의 상기 유지부에 연결된 일단부가 제1 축선의 주위를 회전하고, 상기 제2 링크에 있어서의 상기 유지부에 연결된 일단부가 상기 제1 축선의 주위 또는 상기 제1 축선과 상이한 제2 축선의 주위를 회전하도록 배치되어 있는, 유지부의 자세 유지 기구.
제1항에 있어서,
상기 자기 기어는,
상기 제1 축선 상에 대향해서 배치된, 원반 형상의 제1 자성체 및 제2 자성체와,
상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체의 사이에 배치된 원통 형상의 제3 자성체를 포함하고,
상기 제3 자성체는, 상기 제3 자성체의 중심축이 상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체와 평행하고, 또한 상기 제3 자성체의 중심축과 상기 제1 자성체 및 상기 제2 자성체의 상기 제1 축선이 교차하도록 배치되고,
상기 제1 자성체는, 상기 제1 링크에 지지되고,
상기 제2 자성체는, 상기 제2 링크에 지지되고,
상기 제3 자성체는, 상기 유지부에 지지되는, 유지부의 자세 유지 기구.
제2항에 있어서,
상기 제3 자성체가 짝수개 설치되고,
상기 각 제3 자성체의 반수는, 상기 각 제3 자성체의 다른 반수와는 상이한 자극 상에 배치되어 있는, 유지부의 자세 유지 기구.
제1항에 있어서,
상기 자기 기어는,
상기 제1 축선의 주위를 회전하는 원반 형상의 제1 자성체와,
상기 제2 축선의 주위를 회전하는 원반 형상의 제2 자성체를 포함하고,
상기 제1 자성체와 상기 제2 자성체는, 연직 방향의 높이가 동일해지는 위치에, 수평 방향으로 미리 정해진 거리만큼 이격해서 배치되어 있는, 유지부의 자세 유지 기구.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유지부에는, 탈조를 복원시키는 간섭 부재가 설치되어 있는, 유지부의 자세 유지 기구.